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研究膝骨关节炎小鼠动物模型 了解铁超载对膝骨关节炎的作用

  • 分类:学术讲座
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  • 发布时间:2022-10-26 14:42
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【概要描述】选取30只7周龄C57B/6野生型小鼠,采用随机数表法分为正常对照组、手术对照组与手术+右旋糖酐铁组,每组10只。8周龄时,手术+右旋糖酐铁组腹腔注射右旋糖酐铁500 mg/kg,每周1次,注射至18周龄时停止; 10周龄时,手术对照组与手术+右旋糖酐铁组行左后膝内侧半月板失稳手术。18周龄时处死所有小鼠,通过Micro-CT检测胫骨微结构参数,番红0-固绿染色观察关节软骨组织病理损伤程度,普鲁士蓝染色证实铁在小鼠关节中的沉积。

研究膝骨关节炎小鼠动物模型 了解铁超载对膝骨关节炎的作用

【概要描述】选取30只7周龄C57B/6野生型小鼠,采用随机数表法分为正常对照组、手术对照组与手术+右旋糖酐铁组,每组10只。8周龄时,手术+右旋糖酐铁组腹腔注射右旋糖酐铁500 mg/kg,每周1次,注射至18周龄时停止; 10周龄时,手术对照组与手术+右旋糖酐铁组行左后膝内侧半月板失稳手术。18周龄时处死所有小鼠,通过Micro-CT检测胫骨微结构参数,番红0-固绿染色观察关节软骨组织病理损伤程度,普鲁士蓝染色证实铁在小鼠关节中的沉积。

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  摘要
  关节炎造模,小鼠模型,模型小鼠,动物造模,动物模型
  骨关节炎是一种退行性关节疾病,全身关节均有罹患该疾病的可能,其中最常受影响的关节是膝关节,是中老年人致残的主要原因。随着中国人口老龄化的加剧,骨关节炎已经成为一种常见的危害人们健康的疾病2。骨关节炎的主要临床症状包括关节疼痛、僵硬及功能障碍等,严重降低了患者的生活质量,给社会、医疗卫生机构、家庭造成沉重负担B4。膝关节是人体内最复杂、承重最多的关节,导致其成为骨关节炎发病率最高的部位。然而,当前膝骨关节炎的具体致病机制尚不明确,病因也涉及多种因素,如负荷过重、衰老、遗传因素、内分泌紊乱、运动损伤等"",此外,有基础和临床研究表明铁超载与膝骨关节炎具有密切联系。
  铁是维持生物体生命的重要微量元素,参与氧的运输和储存及能量代谢,铁代谢对于维持生物正常生理功能至关重要,人体所有细胞都需要铁来维持正常功能,铁的缺乏会导致细胞贫血,从而引起全身各细胞供氧不足。但过量的“不稳定铁”对细胞或生物体都具有潜在的危害,铁超载通过芬顿反应释放大量活性氧产物导致氧化应激,造成细胞损伤101,而“游离铁”水平的稳定是维持体内铁平衡的关键。大量研究显示,铁代谢紊乱引起各类组织器官诸如肾脏、肝脏、骨骼病变,导致尿毒症、肝癌、骨质疏松等疾病,故铁浓度的异常可能是细胞、组织或器官损伤和疾病状态的原因141,研究铁代谢与骨科疾病的关系具有一定的现实意义。大量研究发现膝骨关节炎可能与铁代谢异常有关。铁能诱导关节内促炎性细胞因子过表达,从而导致关节软骨变形,致关节正常结构遭到破坏,故了解铁超载对膝骨关节炎的作用非常有意义。
  目前,针对铁超载性关节炎的研究多集中在铁代谢异常对软骨细胞生理状态的影响,对于其引起膝骨关节炎的潜在机制以及其对膝关节的直接影响尚不清楚。为了更好地了解铁超载对膝骨关节炎的发病和进展的影响,此次实验拟通过右旋糖酐铁构建铁超载小鼠动物模型,并通过内侧半月板失稳进一步诱导小鼠膝骨关节炎,观察铁超载膝骨关节炎小鼠膝关节中软骨和软骨下骨的影像学改变,从而观察铁超载对膝骨关节炎的影响,为明确铁超载与膝骨关节炎的关系提供理论依据及动物模型,对膝骨关节炎的治疗、预防有重要意义。
  背景
  膝骨关节炎可能与铁代谢异常有关,了解铁超载对膝骨关节炎的作用非常有意义。
  目的
  探究铁超载对膝骨关节炎发病的影响。
  方法
  选取30只7周龄C57B/6野生型小鼠,采用随机数表法分为正常对照组、手术对照组与手术+右旋糖酐铁组,每组10只。8周龄时,手术+右旋糖酐铁组腹腔注射右旋糖酐铁500 mg/kg,每周1次,注射至18周龄时停止; 10周龄时,手术对照组与手术+右旋糖酐铁组行左后膝内侧半月板失稳手术。18周龄时处死所有小鼠,通过Micro-CT检测胫骨微结构参数,番红0-固绿染色观察关节软骨组织病理损伤程度,普鲁士蓝染色证实铁在小鼠关节中的沉积。
  结果
  ①Micro-CT检测显示,与正常对照组相比,手术对照组、手术+右旋糖酐铁组骨小梁相对体积、骨小梁数量明显减小(P<005),骨小梁分离度、结构模型指数增加(P<0.05);与手术+右旋糖酐铁组比较,手术对照组骨小梁相对体积、骨小梁厚度、骨小梁数量增加(P<0.05),骨小梁分离度、结构模型指数相减小(P<0.05);
  ②番红O染色显示,与正常对照组、手术+右旋糖酐铁组小鼠软骨表面缺损、破裂严重,表层软骨细胞数量明显减少,国际骨关节炎研究学会半定量评分更高,提示其关节炎严重程度更高;
  ③普鲁士蓝染色显示,手术+右旋糖酐铁组小鼠滑膜中可见大量被染成深蓝色的铁沉积颗粒,正常对照组与手术对照组均无明显铁沉积颗粒;
  ④结果显示,铁超载能够加重膝骨关节炎的严重程度,并且增加软骨蛋白多糖成分的丢失和软骨下骨的骨丢失,明确了铁超载与膝骨关节炎的关系。

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